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“近零能耗”農(nóng)宅充分利用太陽能給房子披件棉襖

2021-07-01 11:32:19 來源：科技日報

在鄉(xiāng)村，烈日炎炎的夏天不用空調(diào)，凜冽嚴寒的冬日無需暖氣，而室內(nèi)仍能保持舒適如春，這樣的建筑可實現(xiàn)嗎？在北京大興魏善莊鎮(zhèn)半壁店村口，當記者推開“零舍”木門，走進總建筑面積近400平方米的高顏值院落，發(fā)現(xiàn)這樣的農(nóng)宅竟然真實存在。

這是2019年將一處村民房屋以國家標準《近零能耗建筑技術(shù)標準》為標尺改造的，國內(nèi)首座建成并獲得評價標識的“近零能耗”建筑，北京市科委力推的“綠色智慧鄉(xiāng)村技術(shù)集成與示范”課題示范項目，獲得2020年WAN世界建筑新聞網(wǎng)大獎可持續(xù)建筑類別銀獎。那么，這座鄉(xiāng)村理想的“近零能耗”農(nóng)宅究竟有啥秘訣？

主動節(jié)能：充分利用太陽能

從外圍觀零舍，綠樹掩映下一座保有鄉(xiāng)土風格的紅磚瓦房院落，里面設(shè)計得窗明幾凈，錯落有致，若把它安置在著名油畫《拾麥穗的女人》的麥田上做背景，似乎毫無違和之感。

在零舍大門和客廳門之間，有一條彩色屋頂?shù)年柟庾呃?，當午后的陽光播撒到透明屋頂時，地面仿佛鋪上了七彩地毯。

“屋頂是由14塊彩色光伏發(fā)電薄膜蓋板組成，總面積22.7平方米，不僅具有很好的透光性，還能發(fā)電。”天津市天友建筑設(shè)計股份有限公司總建筑師、天津大學建筑學院教授任軍介紹說。

拾級而上，來到零舍屋頂?shù)穆杜_。任軍指著整個房頂鋪設(shè)的灰黑色瓦片說，“這是漢能的太陽能瓦，面積達96.4平方米，它和陽光廊頂棚一起發(fā)出的電，能夠滿足屋內(nèi)絕大多數(shù)電器設(shè)備所需電能。而且，在設(shè)計上結(jié)合北京所處緯度，考慮到北方降雪天氣的情況，將陽光房頂棚、屋頂?shù)慕嵌榷荚O(shè)計成40度，這樣即便其上落下很厚積雪，很快就會融化干凈，能夠最大限度利用太陽的能量，儲存更多的電能。”

不僅如此，記者觀察到，建筑圍墻上安裝了藝術(shù)化的柔性光伏裝置。露臺上還設(shè)置一組太陽能熱水系統(tǒng)，為廚房、衛(wèi)生間提供熱水。

任軍表示：“零舍實現(xiàn)了光伏建筑一體化的有機結(jié)合。不僅可以靠光伏發(fā)電，形成一套獨特的供電運行系統(tǒng)，還可以把發(fā)的多余電量并入國家電網(wǎng)獲益。”

被動節(jié)能：給房子披件棉襖

據(jù)了解，傳統(tǒng)住宅的門窗接縫處，易漏風，而且建筑墻體薄，保溫效果差，這樣無論冬天制熱還是夏天制冷，為了保持溫度，往往需要耗費大量能源維系。

“針對這種情況，我們在窗戶縫中、墻體內(nèi)添加保溫新材料，猶如給房子披上件棉襖，達到被動節(jié)能的良好效果。”任軍介紹說。

走到零舍的落地窗邊會發(fā)現(xiàn)，建筑的墻體中間填充了保溫材料，墻厚足有80厘米，而常見民房厚度僅在30多厘米。房頂、地面也全都覆蓋上了30厘米厚的保溫層，整個建筑物，仿佛置身在一個溫暖的被窩中。

經(jīng)專業(yè)機構(gòu)測算，這樣被動節(jié)能改造措施的氣密性系數(shù)達到0.6，而傳統(tǒng)建筑的氣密性系數(shù)為10。這意味著，即使室外刮六七級大風，零舍里的人站到窗戶邊，絲毫不會感覺到有冷風進入。

“我們不僅希望實現(xiàn)近零能耗，還要在項目中探索不同結(jié)構(gòu)體系實現(xiàn)近零能耗的技術(shù)路徑和構(gòu)造節(jié)點。因此分別采用磚木結(jié)構(gòu)（保留單元）、輕木結(jié)構(gòu)和模塊結(jié)構(gòu)（新建單元）三種結(jié)構(gòu)體系。裝配式模塊單元采用SMART-6輕鋼裝配單元結(jié)構(gòu)體系，內(nèi)填外貼兩種保溫材料，以保證系統(tǒng)的傳熱系數(shù)和氣密性，在工廠完成結(jié)構(gòu)及內(nèi)裝修，整體運輸?shù)浆F(xiàn)場完成安裝及外裝飾。”任軍表示。

那么，這樣的建筑會不會比較憋悶；室內(nèi)的溫度、氣流如何調(diào)節(jié)？“這主要靠操作調(diào)節(jié)空氣源熱泵即可，達到冬暖夏涼，非常省電。”任軍走到書房的書架一隅，在一個小觸摸顯示屏上邊演示邊說。

最后，任軍表示：“通俗來講，近零能耗建筑是通過被動式建筑設(shè)計最大幅度降低供暖、空調(diào)、照明需求，通過主動技術(shù)措施最大幅度提高能源設(shè)備與系統(tǒng)效率，充分利用可再生能源，為使用者提供舒適室內(nèi)環(huán)境，其能耗水平較國家標準降低60%—75%以上。而我們希望通過零舍的改造可以探索一種低成本的近零能耗農(nóng)宅的實現(xiàn)方式，保留農(nóng)宅的傳統(tǒng)建筑特色，在農(nóng)宅內(nèi)引入新的功能，實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換與鄉(xiāng)村復興，以達到建筑領(lǐng)域碳中和目標。”

標簽：近零能耗農(nóng)宅太陽能房子建筑技術(shù)